JP2018517689A - 生分解性かつ超拡散性の有機変性トリシロキサン - Google Patents
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Abstract
Description
トリシロキサン界面活性剤は、一般構造Me3SiO−SiMeR−OSiMe3(式中、R基はポリエーテル基である。)を有する。超拡散性トリシロキサン界面活性剤、例えば、Evonik Industries AG社製BREAK−THRU(R) S−240と農薬とを組み合わせた使用は、植物による農薬の取り込みを改善し、一般にその効果または有効性を高める。特許文献3は、この有効性の向上は、とりわけ表面張力の低さにより生じ、必ずしも拡散により生じるとは限らないと述べている。「表面張力」という用語は、先行技術において、静的表面張力を意味するとして理解されている。トリシロキサンの場合、例えば、静的表面張力は約20〜25mN/mである。
MaDbD’c 式(I)
(式中、M=R1 3SiO1/2、D=R1 2SiO2/2、D’=R1R2SiO2/2であり、aは2、bは0〜0.1、好ましくは0、cは1.0〜1.15、好ましくは1.0〜1.10、特に好ましくは1.00〜1.05であり、
式中、R1は、独立して1〜8個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基またはフェニル基、特に好ましくはメチル基であり、
R2は、独立して式(II)のポリエーテル基である。)
−R3O[CH2CH2O]m[CH2CH(CH3)O]nR5 式(II)
(式中、m=3.4〜11.0、好ましくは3.6〜9.9、より好ましくは4.5〜8.5、n=2.5〜8.0、好ましくは2.7〜7.5、より好ましくは3.0〜6.0、ただし、m/n=1.9〜2.8であり、
R3は、独立して2〜8個の炭素原子を有する二価のヒドロカルビル基、好ましくはエチレン基、プロピレン基、1−メチルプロピレン基、1,1−ジメチルプロピレン基、特に好ましくは−CH2CH2CH2−であり、
R5は、水素である。)
MaDbD’c 式(V)
(式中、M=R1 3SiO1/2、D=R1 2SiO2/2、D’=R1R2SiO2/2であり、aは2、bは0〜0.1、dは1.16〜3であり、
式中、R1は、独立して1〜8個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基またはフェニル基、特に好ましくはメチル基であり、
R2は、水素である。)
R4O[CH2CH2O]m[CH2CH(CH3)O]nR5 式(VI)
(式中、m=3.4〜11.0、好ましくは3.6〜9.9、より好ましくは4.5〜8.5、n=2.5〜8.0、好ましくは2.7〜7.5、より好ましくは3.0〜6.0、ただし、m/n=0.44〜3.08、好ましくは0.55〜3.00、より好ましくは0.8〜2.8、特に好ましくは1.9〜2.8であり、
R5は、それぞれ独立して1〜16個の炭素原子を有するヒドロカルビル基または水素、好ましくは水素またはメチル基、特に水素であり、
R4は、独立して2〜8個の炭素原子を有する一価の末端不飽和ヒドロカルビル基、好ましくはCH2=CH2−、CH2=CHCH2−、CH2=CHCH(CH3)−、CH2=CHC(CH3)2、特に好ましくはCH2=CHCH2−である。)
一般的な方法および材料:
Me3SiO[SiMeHO]cSiMe3の調製
一般式Me3SiO[SiMeHO]1.2SiMe3のSiH官能性シロキサンを標準圧力下で分別蒸留に付した。頂点温度142℃の画分を、ガスクロマトグラフを用いて測定し、純度99重量%の1,1,1,3,5,5,5−ヘプタメチルトリシロキサンを有する生成物にした。したがって、式(V)の生成物は、指数dが1.01である。
続いて、蒸留物と出発シロキサンとを、以下のシロキサンを得るような方法で混合した:Me3SiO[SiMeHO]1.2SiMe3、Me3SiO[SiMeHO]1.15SiMe3、Me3SiO[SiMeHO]1.10SiMe3、Me3SiO[SiMeHO]1.05SiMe3およびMe3SiO[SiMeHO]1.01SiMe3。
純度の測定は、1H NMRおよび29Si法を用いて行った。特にカップリングの多重度を考慮するこれらの方法は、当業者によく知られている。
これらのシロキサンを活用し、以下の一般的な調製方法と同様にして、21個の試料を製造した。
スターラーおよび還流冷却器を備えた1000mL容量の三つ口フラスコに、まず一般式CH2=CHCH2O[CH2CH2O]m[CH2CH(CH3)O]nR5のポリエーテル(0.5mol)を投入し、90℃に加熱した。続いて、Karstedt触媒のトルエン溶液(Pt含有量2mol%)の形で、Pt(10ppm)を添加した。本混合物を10分間撹拌し、次いで、SiH官能性シロキサンMe3SiO[SiMeHO]cSiMe3の形で、SiH基(0.38mol)を15分以内に滴下した。発熱反応が観察された。本反応混合物を90℃でさらに4時間撹拌した。全ての場合で、ガス測容法によりSiH官能性を検出することはもはや不可能であった。
試験物質の0.1重量%蒸留水溶液を作製した。
(Van Leer社製Forco−OPPB型の)標準的なポリプロピレンフィルムに試験溶液(50μL)を滴下することにより、拡散率を調べた。滴下にはマイクロピペットを用いた。適用してから90秒後の拡散面積を測定した。本実験を23℃かつ相対湿度60%で実施した。
表面張力については、25℃で張力計Kruss K 12を用いてWilhelmyプレート法により測定した。
生分解性については、温度22℃±1℃で、Manometric Respirometry試験によりOECD 301F法に準拠して測定した。分解速度については、28日以内で測定した。試料については、ゼロ試料(無機培地)と等濃度の安息香酸ナトリウム溶液との両方に対し、100mg/Lと28mg/Lの濃度で分析した。14日後と28日後の両方の値を記録した。14日後、まだプラトー相に達していなかった。使用された下水スラッジ試料は、2014年9月16日にRuhrverband water company社(57392 シュマレンベルク ズンテレ 6)に付属する下水処理場から採取された。使用濃度は、無機培地1L当たり29.6mgの乾燥物質であった。pHは、実験開始前に7.4±0.2と測定された。
いくつかの市販製品に使用される比較物質、および特許文献3の物質。
界面活性剤B:Me3SiO−[MeR’SiO]1.20−OSiMe3(式中、R’=−(CH2)3−O−(CH2CH2O−)10(CH2CH(CH3)O−)2−H
界面活性剤C:Me3SiO−[MeR’SiO]1.00−OSiMe3(式中、R’=−(CH2)3−O−(CH2CH2O−)20(CH2CH(CH3)O−)5−H
界面活性剤D:Me3SiO−[MeR’SiO]1.00−OSiMe3(式中、R’=−(CH2)3−O−(CH2CH2O−)12.5−H
BREAK−THRU S 233:Me3SiO−[MeR’SiO]1.20−OSiMe3(式中、R’=−(CH2)3−O−(CH2CH2O−)9.9(CH2CH(CH3)O−)1.9−H
BREAK−THRU S 240:Me3SiO−[MeR’SiO]1.20−OSiMe3(式中、R’=−(CH2)3−O−(CH2CH2O−)6(CH2CH(CH3)O−)3−H
BREAK−THRU S 278:Me3SiO−[MeR’SiO]1.20−OSiMe3(式中、R’=−(CH2)3−O−(CH2CH2O−)7.8−Me
SILWET L77:Me3SiO−[MeR’SiO]−OSiMe3(式中、R’=−(CH2)3−O−(CH2CH2O−)8-Me
生分解性の超拡散体は、非常に明確な構造を有することが分かった。
ポリエーテルは特定のモル質量を有する必要があるが、重すぎてはならない。さらに、ポリエーテルは、特定数の[CH2CH(CH3)O]基を有する必要があるが、[CH2CH(CH3)O]基と[CH2CH3O]基との特定比率も依然として維持されなければならない。さらに、シロキサンは不均一すぎてはならない。
結果は、本発明に係る物質を使用する利点を示している。
温室において、ポット内で一般的な牧草(長葉草)を栽培した。前記植物が約5〜7cmの高さに達するとすぐに、除草剤Cato(R)(DuPont社製、ドイツ、有効成分:リムスルフロン、濃度:有効成分250g/kg)を含む噴霧液を噴霧した。有効成分を含む噴霧量は、200L/haに相当した。種々のアジュバントを前記噴霧液に添加した。前記実験の各成分に対し、同一の方法で処理された3つのポットを用意した。殺虫剤の投与量は、10g/haであった。タンクに添加された市販の標準的な湿潤剤は、Break−Thru S240とトリシロキサンBREAK−THRU S233であり、それぞれ50mL/haであった。Tego XP 11022の投与量は、100mL/haであった。除草剤処理による植物へのダメージを未処理の植物と比較し、噴霧処理の有効性を未処理の植物に対する比として表す。前記有効性については、処理の14日後と28日後に、当業者に公知の方法により、前記実験の1成分につき3つのポットでそれぞれスコアをつけた。平均を計算し、除草剤処理をしていない対照群と比較したパーセンテージとして表中の結果として報告した。
Claims (9)
- 式(I)のポリエーテル変性シロキサンを含む組成物であり、
前記式(I)のポリエーテル変性シロキサンが、60%超、より好ましくは63%以上、特に好ましくは65%以上の生分解性を有し、その最大値が100%であること、
を特徴とする組成物。
MaDbD’c 式(I)
(式中、M=R1 3SiO1/2、D=R1 2SiO2/2、D’=R1R2SiO2/2であり、aは2、bは0〜0.1、好ましくは0、cは1.0〜1.15、好ましくは1.0〜1.10、特に好ましくは1.00〜1.05であり、
式中、R1は、独立して1〜8個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基またはフェニル基、特に好ましくはメチル基であり、
R2は、独立して式(II)のポリエーテル基である。)
−R3O[CH2CH2O]m[CH2CH(CH3)O]nR5 式(II)
(式中、m=3.4〜11.0、好ましくは3.6〜9.9、より好ましくは4.5〜8.5、n=2.5〜8.0、好ましくは2.7〜7.5、より好ましくは3.0〜6.0、ただし、m/n=1.9〜2.8であり、
R3は、独立して2〜8個の炭素原子を有する二価のヒドロカルビル基、好ましくはエチレン基、プロピレン基、1−メチルプロピレン基、1,1−ジメチルプロピレン基、特に好ましくは−CH2CH2CH2−であり、
R5は、水素である。) - m+nの合計が9より大きく19以下、より好ましくは9.5より大きく15以下、特に好ましくは10より大きく12以下であることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
- 前記式(I)のポリエーテル変性シロキサンの0.1重量%水溶液の拡散面積が10〜60cm2、好ましくは15〜50cm2、より好ましくは20〜40cm2であることを特徴とする請求項1または2に記載の組成物。
- 前記式(I)のポリエーテル変性シロキサンは、指数cが1〜1.05であり、m/n比が0.8〜2.8であり、これらのシロキサンの0.1重量%水溶液の拡散面積が15〜60cm2であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記式(I)のポリエーテル変性シロキサンは、生分解性が60%超であり、指数cが1〜1.05であり、前記ポリエーテル基のモル質量M(PE)が520g/molより大きく660g/mol未満であり、前記R5基が水素であり、0.1重量%水溶液の拡散面積が15〜60cm2であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の組成物。
- 第1工程において、式(V)のH−シロキサンを精製し、
第2工程において、ヒドロシリル化の方法で、式(VI)の末端不飽和ポリエーテルと反応させることを特徴とするポリエーテル変性シロキサンの製造方法。
MaDbD’d 式(V)
(式中、M=R1 3SiO1/2、D=R1 2SiO2/2、D’=R1R2SiO2/2であり、aは2、bは0〜0.1、dは1.16〜3であり、
式中、R1は、独立して1〜8個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基またはフェニル基、特に好ましくはメチル基であり、
R2は、水素である。)
R4O[CH2CH2O]m[CH2CH(CH3)O]nR5 式(VI)
(式中、m=3.4〜11.0、好ましくは3.6〜9.9、より好ましくは4.5〜8.5、n=2.5〜8.0、好ましくは2.7〜7.5、より好ましくは3.0〜6.0、ただし、m/n=0.44〜3.08、好ましくは0.55〜3.00、より好ましくは0.8〜2.8、特に好ましくは1.9〜2.8であり、
R5は、それぞれ独立して1〜16個の炭素原子を有するヒドロカルビル基または水素、好ましくは水素またはメチル基、特に水素であり、
R4は、独立して2〜8個の炭素原子を有する一価の末端不飽和ヒドロカルビル基、好ましくはCH2=CH2−、CH2=CHCH2−、CH2=CHCH(CH3)−、CH2=CHC(CH3)2、特に好ましくはCH2=CHCH2−である。) - 式(V)のH−シロキサンは、熱分離法を用いて精製されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の本発明に係る組成物または請求項6または7に記載の本発明のプロセス生成物の、作物保護におけるアジュバントとしての使用。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物または請求項6または7に記載のプロセス生成物の、噴霧液の0.001〜1体積%の濃度を有する噴霧液用タンクミックス添加剤としての使用。
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